不同温度胁迫与水杨酸处理对烟草愈伤组织抗氰呼吸的影响及其交替氧化酶基因表达的分子生物学研究

【摘要】： 本论文分三个部分，分别研究了低温胁迫、高温胁迫与水杨酸处理对烟草愈伤组织抗氰呼吸发生、运行与交替氧化酶蛋白及其编码基因表达的影响。 第一部分，研究了不同低温胁迫期间烟草愈伤组织抗氰呼吸的诱导与交替氧化酶(AOX)表达的关系。结果表明：用两种低温(14℃和4℃)处理烟草愈伤组织，均能显著诱导交替途径容量(V_(alt))增加，且增加的幅度与低温下降的程度一致。14℃和4℃也显著增加交替途径的实际运行量(pV_(alt))，但不同低温胁迫之间交替途径实际运行量差异很小。Western杂交结果显示：烟草愈伤组织中交替氧化酶主要以二聚体形式存在，低温处理并不改变这种状况；低温诱导交替氧化酶表达量的变化与V_(alt)和pV_(alt)变化一致，表明低温胁迫诱导抗氰呼吸增强主要与交替氧化酶表达量上升相关；经过14℃和4℃分别处理后的烟草愈伤组织，其AOX单体的含量基本相同，而AOX二聚体的含量则随温度降低而上升，表明低温胁迫主要诱导AOX二聚体增加。 第二部分，研究了高温胁迫对烟草愈伤组织抗氰呼吸运行的影响及其与交替氧化酶基因表达的关系。烟草愈伤组织在高温(45℃)胁迫下，其总呼吸速率(V_t)，交替途径容量(V_(alt))和活性(pV_(alt))均 呈递降趋势；交替途径实际运行量对总呼吸速率的贡献（pV。；；w；）在 0J2h内下降，以后有所恢复：细胞色素途径对总呼吸速率的贡献（p 。Vc，t／V；）的变化趋势与之正相反，且在胁迫期间均高于 PV；；／V；，表明 细胞色素途径在高温胁迫期间仍是主要的电子传递途径。用烟草交替 氧化酶编码基因探针（Aoxl）进行的Northern杂交分析结果显示：高 温胁迫下烟草愈伤组织Aoxl mRNA水平的变化与V＊和pV。＊的变化 趋势一致，表明高温胁迫主要是通过抑制AOXI基因的表达来降低抗氰 呼吸的运行能力。 第三部分，研究了外源水杨酸＊alicylic acid，SA）处理对烟草愈 伤组织交替途径容量（V。tX活性…Va＊与AOX表达的影响。烟草 愈伤组织经 SAo 处理0上4h期间，V。；和 pV。：；均在处理初期 显著升高，到 sh时达到最高值；此后 门J）逐渐下降；并在后期 门6上4h）趋于稳定。但Vk与PV。l；二者的变化并不完全一致，PV。l； 的变化幅度显著大于V。It。说明SA在诱导交替途径容量的同时，更明 显地增加了交替途径的实际运行量。SA处理也显著改变呼吸电子流在 两条途径之间的分配比例：处理初期的0－sh内，流经交替途径的电子 流增多，而流向细胞色素途径的电子流减少，并由以细胞色素途径为 主变为以交替途径为主；随着处理时间的延长，交替途径的电子流开 始减少，而细胞色素途径的电子流逐渐回升，到处理 16h时两条途径 的电子分配比例趋于平衡，细胞色素途径所占电子流的比重仅略高于 交替途径。Western杂交结果显示出的AOX蛋白表达量及AOX单体 含量的变化与 V。卜和 pV。h的变化十分吻合；而 AOX二聚体含量的变化 与 V。1；和 pV。；的变化并不完全同步。说明 S A诱导的烟草愈伤组织 V。lt 和 pV。k上升与交替氧化酶合成增加密切相关，且 AOX单体起着比 AOX二聚体更大的作用。

【关键词】：低温胁迫 高温胁迫 水杨酸 抗氰呼吸 交替氧化酶 Aoxl基因 烟草愈伤组织
【学位授予单位】：四川大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2002
【分类号】：Q945
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